LA RADIOACTIVIDAD NATURAL . Autor : Enrique Garralaga Robres.

La radiactividad consiste en la emisión, por parte de los núcleos de los átomos de algunos elementos químicos, de unas partículas increíblemente pequeñas, tanto que no se pueden ver con ningún instrumento de los que disponemos hoy en día. Además de que no se ven, las partículas radiactivas tampoco se pueden oír ni oler, por lo que no es extraño que, aunque siempre han existido, no se descubriera la radiactividad hasta el año 1896, y además de manera casual, por parte del científico francés Henri Becquerel. Sin embargo, como veremos más adelante, convivimos a diario con ella. 

Existen 3 clases de partículas radiactivas, llamadas partículas α (alfa), β (beta) y γ (gamma).

Las partículas α son muy energéticas y dañinas, pero interaccionan mucho con la materia, por lo que simplemente al recorrer unos milímetros de aire, o una hoja de papel, ya quedan detenidas. De modo que solo son peligrosas si hemos ingerido el material radiactivo que las emite, porque entonces estarán en contacto directo con el interior de nuestro cuerpo.

Las partículas β se llaman también electrones. Suelen recorrer distancias solo un poco mayores que las α antes de interaccionar y desaparecer, por lo que con metales ligeros como el aluminio se les puede detener completamente y ya son inofensivas.

Comentaremos ahora brevemente las partículas γ. La luz visible es una onda electromagnética de energía relativamente baja, por lo que no puede penetrar en nuestro cuerpo, que no es transparente a ella. Sin embargo, los rayos X, que también son ondas electromagnéticas como la luz, pero bastante más energéticas, pueden atravesar nuestros tejidos blandos, o sea la piel y la carne, aunque no las partes duras (los huesos) y por eso sirven para hacer radiografías. Las partículas γ son asimismo ondas electromagnéticas (por eso se les llama también “rayos γ”). Tienen muchísima más energía que los rayos X y que la luz. No se puede hacer radiografías con los rayos γ porque atraviesan limpiamente los huesos, así como también las paredes de los edificios y casi todos los metales. Solo se les puede detener con gruesas planchas de plomo o de hormigón.

Poder de penetración de las 3 clases de radiactividad.
Los rayos γ pueden recorrer
considerables grosores de metales u hormigón
antes de llegar a detenerse.

Los rayos γ, por su gran poder de penetración, son muy peligrosos para nuestro cuerpo. Al chocar contra las células de un ser vivo, los rayos γ les provocan mutaciones genéticas  peligrosas, o incluso la muerte celular. Por eso, hay que tener mucho cuidado cuando se maneja material altamente radiactivo

 Las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki, a finales de la 2ª Guerra Mundial sufrieron la explosión de una bomba atómica en cada una de ellas, por lo que inmediatamente después, había mucha radiactividad γ en el ambiente. Los pocos habitantes que sobrevivieron a las explosiones, no eran conscientes de la presencia de esta peligrosísima radiactividad, por lo que no se ocuparon de protegerse de ella, lo que les provocó daños muy graves a su salud. Otro día hablaremos de ello.

Un detector muy eficaz de las partículas γ fue descubierto por los físicos Hans Geiger y Walter Müller. Se llama “Detector Geiger-Müller”, o simplemente “Detector Geiger”. Consta de una pequeña sonda de forma cilíndrica, (llamada “tubo Geiger”) que cuando recibe el impacto de un rayo γ, emite un pequeño y breve impulso de corriente eléctrica.

Para saber cuántas partículas γ han penetrado en un tubo Geiger, necesitaremos conectarlo a un contador electrónico, y así ya tendremos un Detector Geiger completo (también se le llama “Contador Geiger”). Suelen llevar incorporado un pequeño altavoz, que si lo activamos, produce un sonido cada vez que se detecta un rayo γ. También suelen tener puertos USB para poder conectarlos a un ordenador.

Existen infinidad de modelos. Los hay de pequeño tamaño (“de bolsillo”), o más grandes, para otros usos, como veremos en las siguientes fotografías.

Arriba vemos un pequeño tubo Geiger.
Abajo, un Detector Geiger
de bolsillo, completo, porque ya tiene conectado
un tubo Geiger a un contador electrónico.

Si colocamos un pequeño detector Geiger en marcha en nuestra habitación, o en la calle, o en cualquier otro lugar, nos llevaremos una buena sorpresa, al ver que  registra bastantes impactos de rayos γ en pocos minutos. No hay que alarmarse: existe, y ha existido siempre, lo que los físicos llaman la “radiactividad ambiental”, emitida por las paredes de los edificios, las rocas, el suelo, etc. También proviene algo de radiactividad del aire, y aún nos llega desde fuera de la atmósfera y desde el sol.

Suele haber más radiactividad en bodegas y otros lugares cerrados y poco ventilados. Las construcciones hechas de granito son, relativamente, bastante radiactivas, aunque generalmente su actividad radiactiva está por debajo del umbral de peligrosidad. También son un poco radiactivos muchos de los alimentos que comemos, por ejemplo, zanahorias, patatas, plátanos, carne roja, o mariscos. Pero hay que insistir en que su nivel de radiactividad es tan bajo que no nos causa ningún daño.

Este pequeño tubo Geiger (mide 3 cm más la clavija)
se vende suelto (por ejemplo, en Amazon).
Se puede acoplar
a un Smartphone iOS  o Android 4.3
(por el orificio de conexión a los auriculares),
que funcionará como contador
de partículas γ.
Hay que descargarse una aplicación,
desde App Store o  Google Play,
buscando "smart geiger" o "FTLAB".
Es también sensible a los rayos X.

Nuestro propio cuerpo también es algo radiactivo. La evolución biológica que ha experimentado la especie humana a lo largo de muchos miles de años nos ha “acostumbrado” a soportar determinados niveles de actividad radiactiva, sin que ello nos provoque daños apreciables. Tan es así, que ni siquiera somos conscientes de ello. Únicamente nos pueden perjudicar los niveles excesivamente altos de actividad radiactiva.

En otra ocasión hablaremos de la radiactividad artificial, inducida por el hombre. Consiste en las tres mismas clases de partículas, α, β y γ, aunque generalmente emitidas en cantidades mucho mayores, por lo que en principio es más agresiva. A pesar de ello, se pueden obtener efectos beneficiosos, como la radioterapia y otras aplicaciones.

Detector Geiger de laboratorio, que tiene una
sensibilidad mayor que los anteriores.
Además de poder detectar los rayos γ,
también es sensible a  las partículas α y β.

Este tipo de contador Geiger es apropiado para
medir altas dosis de radiactividad γ.
Se suele usar donde existe la posibilidad de que
haya mucha radiactividad, como por
ejemplo en las centrales nucleares.

Para terminar, veamos una aplicación muy útil de la radiactividad natural:

La alimentación nos sirve, no solo para darnos energía, sino también para renovar nuestro organismo. A lo largo de la vida, todas las células de nuestro cuerpo se van deteriorando y reponiendo continuamente: Se calcula que dentro de unos cinco años, aunque presentemos el mismo aspecto que hoy, todas las células de nuestro organismo se habrán renovado y habrán sido sustituidas por otras idénticas. Todas nuestras células contienen Carbono. Existen dos tipos de átomos de Carbono, de idénticas propiedades químicas, pero de masas ligeramente diferentes (se les llama “isótopos”), cuyos símbolos son C12 y C14. Mientras un ser está vivo, al alimentarse, va renovando sus células y mantiene constante la proporción entre C12 y C14 dentro de su organismo.

Pero ocurre que el C14 es radiactivo (ya se ha dicho antes que somos un poco radiactivos), y el C12 no. Cuando muere un ser vivo (animal o vegetal), ya no se alimenta ni intercambia nada con el ambiente exterior. Entonces su C14, poco a poco se va desintegrando radiactivamente, con lo que la proporción entre C12 y C14 de dicho organismo se va empobreciendo en éste último.

Aprovechando este efecto, se puede averiguar con bastante aproximación el año (o un estrecho intervalo de años) en el que se produjo la muerte de un ser vivo, humano o animal, o de una planta. Para ello, se le toma una muestra, y se mide en ella la proporción entre dichos isótopos. A continuación, se la compara con la de los seres aún vivos. Cuanto más baja sea la proporción del C14 radiactivo, más años hace que se produjo el fallecimiento. 

Este es el famoso método del Carbono 14 para datar los restos orgánicos, por el que se le concedió en 1960 el Premio Nobel al científico Willard Libby. Es utilísimo para los arqueólogos, si bien su validez se limita a calcular el año de la muerte de seres vivos o de artefactos que hayan sido construidos con ellos: restos humanos muy antiguos, momias, muebles de madera, tejidos, pergaminos, etc. Naturalmente, no es válido para otros restos arqueológicos inorgánicos, como cerámica, monedas, armas u objetos metálicos, etc.

Autor : Enrique Garralaga Robres .